物理课件(李恒亮)
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密立根油滴实验的动力学条件及参数研究综述08本科李恒亮密立根油滴实验是近代物理的基本实验之一,通过对电荷数值的测定,可使学生进一步了解电荷的不连续特性。
密立根油滴实验运用了光学、电学、流体力学的基本原理和实验技术,仪器结构比较精密、复杂,学生在实验过程中常发生各种各样的问题,如油滴照明系统的故障、显微镜视场中看不到油滴、油滴漂移或油滴难以控制等。
电在科学技术上的广泛应用以及物质的电结构理论的发展,促使人们要求对电的本质作更深入的研究。
美国杰出的物理学家密立根经历7年的时间,用油滴法直接证实了“电”的不连续性,并用实验方法直接测量了电子的电荷量,从而揭示了电荷的量子本性。
这就是著名的密立根油滴实验,它是近代物理学发展中具有重要意义的实验。
密立根油滴实验是美国实验物理学家likan设计完成的,它证明了电荷的不连续性,并精确地测定了基本电荷的数值,是近代物理学发展史上的一个极为重要的实验。
由于油滴实验是利用宏观量测量微观量的,它构思巧妙、设备简单、结果准确,所以多年来一直作为一个经典的物理实验被千千万万的大学生重复着。
学生做密立根油滴实验时,发现在实验过程中有些现象和问题学生不能正确理解,因而影响了实验的效果。
那么当前对这一基本实验的研究现状到底如何呢?一、密立根油滴实验专业著作研究概况电子携带的电荷是基本电荷,物理学家花了近20年的时间才完成基本电荷的测量第1个测里基本电荷的是爱尔兰物理学家道孙德(J.5.E.Townsend,1868~1957)[1][8]。
1897年,他使电解产生的离子气经过水后产生出由声电小水滴组成的云雾,并测量这云雾的总质量和总电荷.按照斯托克斯定律,半径为a的光滑圆球,以速度v在均匀媒介(液体或气体)中运动时所受的粘滞阻力为和v 其中η是媒介的粘度.道孙德测得云雾在粘滞阻力与重力平衡时的下降速度v,进而由,进而求得水滴的平均半径a,其中ρ是水的密度,g为重力加速度.由a求得水滴的平均质量,再除云雾的总质量得云雾中水滴的总数.以水滴总数除云雾的总电荷得每个水滴携带的平均电荷。